
| わかっているようで意外と理解できていない「馬力とトルク」 |
ガソリンエンジンは基本的に「回転数が上る」「排気量が増える」ことでトルクと馬力が増大する
自動車の世界で最も頻繁に耳にする、しかし最も混同されやすい2つの言葉、「馬力(Horsepower)」と「トルク(Torque)」。
なんとなく違いはわかるものの「いざ言葉にすると」説明するのが難しく、しかし今回この2つの違いについて可能な限りわかりやすく説明してみたいと思います。
記事の要約
- トルク=「瞬発力」: 物体を回そうとする「ひねる力」。出足の鋭さを決める
- 馬力=「仕事量」: トルクに「回転数」を掛け合わせたもの。持続的な加速や最高速を決める
- 例え話: 「自転車のペダルをグッと踏み込む”一瞬の”力」がトルク、「その力でどれだけ速く足を回し”続けられる”か」が馬力
- EVの凄さ: 電気自動車は「トルク」が最初から最大なので(回転数ゼロでも最大トルクが発生する)、ロケットのような加速ができる
トルクとは何か? ―― 「クランクを回す力の強さ」
まずトルクを最も簡単に表現すると、「ひねり出す力の強さ」。
たとえば、固く締まったネジをレンチで回そうとするとき、自分がレンチにが込める力が「トルク」です。
- イメージ式: τ=rFsinθ
- r:回転中心からの距離
- F:加えた力
- θ:力の向きの角度
- クルマのエンジンでは: ピストンが爆発で押し下げられる力が「力」、クランクシャフトの長さが「距離」になります。
よって、排気量(爆発力)が大きく、ストロークが長いエンジンのほうが「トルクが大きく」なるのですが、ストロークが長ければそれでいいというものではなく、ストロークが長いと「高回転に弱い(回転数が上がらないと後述の馬力が出ない)」という問題が顔を出すことになり、そのためストロークはそのエンジンを搭載するクルマのキャラクター、組み合わせられるトランスミッション等との「バランス」によって考慮されるべき要素です。
トルクが大きいとどうなる?
信号待ちからの発進で、体がシートにグッと押し付けられるあの感覚。
それがトルクだと言ってよく、あるいは先行車を追い抜こうとしてアクセルを踏むと「ぐっとクルマが前に出る」感覚と言っていいかもしれません。
一般的にはSUVやトラック、オフローダーに「高トルク型」エンジンが採用され、さらにいえば「トルクに勝る」ディーゼルエンジンがこれらに採用されることが多いようですね。
馬力とは何か? ―― 「トルクがどれだけ仕事をこなしたか」
一方、馬力は単なる力ではなく、そこに「速さ(回転数)」の要素が加わったもの。
馬力(ホースパワー)という単位は、18世紀の技術者ジェームズ・ワットが「蒸気機関の凄さを馬に例えて説明しよう」としたことから始まっています。
- イメージ式: P=τω
- P:馬力(正確には仕事率)
- τ(トルク):回す力
- ω(角速度):回転の速さ
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ちょっとわかりにくいので、身近な例で例えると・・・。
- 同じ重さの水を持ち上げる
- 1分でやる人
- 10秒でやる人
10秒でやる人のほうが馬力が大きいということになり、仕事の量が同じでも「短時間でやるほど馬力が大きい」というわけですね。
クルマのエンジンでいえば、「1秒に1回まわる」より「1秒に10回まわる」ほうが馬力が高いということになりますが、ショートストローク化によって回転数を上げたとしても、「P=τω」の図式の通り、トルクが小さければ馬力も小さく、これもやはり「バランス」が重要に。
たとえば、軽量なバイクはトルクが小さくでも問題はなく、しかし重量級のスポーツセダンであればトルクが大きくないとモッサリしてしまう可能性が考えられます。
馬力が大きいとどうなる?
高い馬力は時速100kmを超えてからの「さらなる伸び」や、サーキットでの「最高時速」に直結し、たとえ一発の踏み込み(トルク)が弱くても、それを高速で何度も繰り返せる(高回転を実現できる)ならば馬力は大きくなるため、ここで「ショートストロークエンジン」という存在が脚光を浴びるわけですね。
「馬力追求型」エンジンは高回転を多用することが多いスポーツカーに採用されるというのが一般的な認識です。
結局、どっちが大事なのか? ―― 状況別の「役割分担」
「馬力とトルク」、どちらか一方が重要なのではなく、その「乗り方」によって重視すべきポイントが変わります。
| 状況 | 重視すべきは? | 理由 |
| 信号待ちからの発進 | トルク | 止まっている重い物体を動かすには強い「ひねり」が必要。 |
| 高速道路での合流・追い越し | 馬力 | ある程度の速度が出ている状態で、さらに加速し続ける能力。 |
| サーキットでの最高速 | 馬力 | 空気抵抗に打ち勝って速度を維持し、高めるための総出力。 |
| 重い荷物の運搬・牽引 | トルク | 重い負荷がかかってもエンジンが止まらずに回り続ける力。 |
トルクと馬力の違い
| 項目 | トルク | 馬力 |
|---|---|---|
| 意味 | 回す力 | 仕事の速さ |
| 例 | 重い荷物を持てる力 | どれだけ速く持ち上げられるか |
| 車で言うと | 加速の力強さ | 最高速や伸び |
参考:EV(電気自動車)とガソリン車の違い
最近のEVがなぜあんなに速いのか、その理由は「トルクの出方」にあります。
- ガソリン車: エンジンがある程度回らないと最大トルクが出ない
- EV: モーターに電気が流れた瞬間(回転数0)から最大トルクを発揮する
そのため、テスラなどのEVはアクセルを踏んだ瞬間に大排気量のスポーツカーを置き去りにするような加速ができるというわけですね。
結論:一言でまとめると
有名なレーシングドライバーの言葉を借りれば、こうなります。
「トルクは、壁に突っ込んだ時の衝撃の強さだ。馬力は、その壁をどれだけ遠くまで突き破れるかだ。」
- トルク: 「今、この瞬間」の力
- 馬力: 「どれだけの時間、その力を出し続けられるか」の総合力
参考:なぜダイナモグラフは5,252回転で交差する?
クルマの性能を測るシャシダイナモメーター(ダイノ)のグラフを見ると、馬力とトルクの線が必ず「5,252rpm」で交わっています(単位がポンド・フィートとHPの場合)。
これはRPMが5,252のとき、分母と分子が打ち消し合って「馬力=トルク」になるという数学的な法則があるからです。
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